Määritelmä elliptiset kiertoradat

Elliptinen kiertorata on yhden objektin pyöriminen toisen ympärillä soikion muotoisella polulla, jota kutsutaan ellipsiksi. Aurinkokunnan planeetat kiertävät aurinkoa elliptisillä kiertoradoilla. Monet satelliitit kiertävät maata elliptisillä kiertoradoilla samoin kuin kuu. Itse asiassa suurin osa avaruudessa olevista esineistä kulkee elliptisellä kiertoradalla.

Ellipsi on kuin pitkänomainen ympyrä, ikään kuin se olisi venytetty päistään. Kun ympyrän koko mitataan halkaisijan mukaan, ellipsin koko mitataan pää- ja sivuakselilla. Pääakseli mittaa pisimmän etäisyyden ellipsin yli, kun taas ala-akseli mittaa lyhimmän. Matemaatikot määrittelevät ellipsin polttopisteiden, lähinnä muodon kahden "keskipisteen" avulla tai elliptisen kiertoradan tapauksessa niiden kahden pisteen ympärillä, joiden ympärillä esine kiertää.

Jokainen massainen esine vetää painovoimaa kaikkiin muihin esineisiin. Painovoima kasvaa massan mukana, joten mitä massiivisempi esine on, sitä suurempi painovoiman vetovoima on. Siksi planeettamittakaavassa painovoima on valtava. Kun planeetta, kuten Maa, liikkuu avaruuden läpi, siihen vaikuttavat kaikki muut sen ympärillä olevat elimet ja aurinkokunnan massiivisin ruumis on aurinko. Kun maapallo tarttuu auringon painovoimaan, sen polku muuttuu, mikä saa sen kääntymään kohti massiivisempaa kohdetta. Jos massiivisemman kohteen painovoima riittää, Maa pyörii sen ympärillä kiertoradalla tunnetulla polulla.

Johannes Kepler oli ensimmäinen tiedemies, joka kuvasi tarkasti planeettojen elliptiset kiertoradat ensimmäisellä planeettaliikkeen laillaan vuonna 1605. Ennen Kepleriä planeettojen uskottiin liikkuvan täydellisissä ympyröissä auringon ympäri, kuten Kopernikus kuvasi vuonna 1543. Kepler suunnitteli kaikkiaan kolme lakia, jotka jopa inspiroivat Sir Isaac Newtonia kehittämään painovoiman lakia.

Aurinkokunnan planeettojen elliptisillä kiertoradoilla on hyvin vähän "epäkeskisyyttä" tai poikkeamia pyöreistä. Joidenkin esineiden, kuten komeettojen, kiertoradalla on kuitenkin paljon enemmän epäkeskisyyttä. Näitä kiertoratoja kutsutaan "erittäin elliptisiksi kiertoradoiksi" tai HEO: ksi. HEO: n komeetta heiluu lähellä aurinkoa erittäin suurella nopeudella, ennen kuin se kiihtyy takaisin avaruuteen. Komeetta liikkuu auringosta kauimmassa paikassa hyvin hitaasti ja viipyy pitkään. Tutkijat ovat käyttäneet HEO-konseptia satelliittien sijoittamiseen avaruuteen, jotka viipyvät maan yhden osan yli pitkään. Nämä satelliitit nopeuttavat sitten maapallon toisella puolella lähellä lentoa. GPS-satelliitit käyttävät erittäin elliptisiä kiertoratoja maapallon kattavuuden ylläpitämiseksi koko ajan.

Yleinen väärinkäsitys on, että maapallo on lähempänä aurinkoa kesällä ja kauempana talvella. Pohjoisella pallonpuoliskolla päinvastoin. Maan elliptinen kiertorata on melkein pyöreä ja etäisyys aurinkoon ei muutu tarpeeksi, jotta sillä olisi suuri vaikutus vuodenaikoihin. Maan kallistuksella akselillaan on paljon suurempi vaikutus kuin elliptisellä kiertoradalla, ja se on syy vuodenaikoihin.